矿物与岩石图鉴
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矿物

矿物,或是游离而未化合的自然元素,如金、银、铜等;或是元素的化合物,如长石、辉石、闪石和云母等。除少数水银、蛋白石等矿物外,自然界中的大多数矿物为固体。

矿物的形成

矿物一般形成于地壳裂隙循环流动的热液中。

矿脉

矿脉即岩层发生错动和位移的断层带,或岩层未发生错动和位移的破裂带,矿脉中矿物资源丰富。

刚玉

变质岩

形成于变质岩的矿物,或是由温度和压力的作用重组了原岩中的化学成分,或是由具有化学活性的流体在循环流动中为矿物增添了新成分,如石榴子石、云母和蓝晶石等。

金红石

岩浆岩

形成于岩浆岩的矿物,由岩浆(地下熔化的岩石)或熔岩(喷出地表熔化的岩石)冷却结晶而成。岩浆温度较高时,形成的矿物密度较大,如橄榄石、辉石等;岩浆温度较低时,形成的矿物密度较小,如长石、石英等。

沉积岩

形成于沉积岩的矿物,如赤铁矿、铝土等,因接近地表的低温热液而形成。

白云石

矿物的成分

矿物的成分可用化学式表示,如萤石的化学式为CaF2,表示钙原子(Ca)与氟原子(F)化合在一起,而下方的数字2则表示氟原子是钙原子的两倍。可根据矿物的化学成分和晶体结构将其分为自然元素、卤化物、氧化物和氢氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。

自然元素

自然元素是游离的、未化合的元素,这类矿物较少,约有50种,其中一些具有商业价值,如金、银等。

自然铜

卤化物

卤化物是含有卤族元素氟、氯、溴、碘的矿物。它们一般与金属原子化合成矿物,如石盐由钠和氯组成,萤石由钙和氟组成。卤化物的数量比较少,约有100种。

石盐

氧化物和氢氧化物

氧化物是由一种或两种金属元素氧化而成的化合物,氢氧化物则是由一种金属元素与水和羟基化合而成的矿物,这类矿物约有250种。

赤铁矿

硫化物

硫化物是由硫与金属、半金属元素化合而成的矿物,最为常见,如黄铁矿和雄黄,约有300种。

黄铁矿

碳酸盐

碳酸盐是由一种或多种金属元素与碳酸根(Ca32-化合而成,约有200种,而方解石是最常见的碳酸盐,由钙与碳酸根化合而成。

方解石

硫酸盐

硫酸盐是由一种或多种金属元素与硫酸根(SO42-化合而成。

天青石

磷酸盐

磷酸盐是由一种或多种金属元素与磷酸根(PO43-化合而成,这类矿物一般色彩鲜艳,且一般与砷酸盐和钒酸盐伴生。

磷灰石

硅酸盐

硅酸盐是由金属元素与单个或连结的Si-O(硅—氧)四面体Si4+化合而成,这是一类重要而常见的矿物,约有500种。

蓝晶石

矿物的性质

测试矿物的性质,必须测矿物的颜色、光泽、集合体形态,以及解理、断口、硬度、比重和条痕等。

晶系

根据矿物晶体的对称性和几何形状可分为六大晶系,包括单斜晶系、等轴晶系、三斜晶系、斜方晶系、正方晶系、六方晶系或三方晶系。每个晶系都有多种不同的形态,同一个晶系内的所有形态都应该与该晶系的对称性有关。

光卤石

集合体

集合体是晶体的外部特征,决定矿物的主要形态,包括树枝状、刃片状、柱状、针状、块状、肾状等。

雌黄

双晶

双晶是指同一种矿物的两个或多个晶体彼此有规律地连在一起,可分为接触双晶、穿插双晶、聚片双晶。接触双晶,从外观上看,呈放射状块体;穿插双晶,为两个晶体连生在一起;聚片双晶是两个以上的晶体彼此平行重复地连在一起。

解理

解理是指沿矿物薄弱面的裂开方式,这些面一般处于原子层间或原子化学键力最弱的向。尽管矿物的解理面不如晶面那样光滑,但仍然能均匀地反射光线。可将解理描述为完全、清楚、不清楚和无解理。

镍铁矿

断口

用地质锤敲打矿物,它就会裂开,然后露出粗糙的表面,这就是断面,可用参差状、贝壳状、锯齿状和裂片状描述。

蓝宝石

硬度

硬度是指矿物抵抗刻划的能力。我们一般使用莫斯发明的硬度标准去判断矿物的硬度,即莫氏硬度,其分为10级:滑石(1级)、石膏(2级)、方解石(3级)、萤石(4级)、磷灰石(5级)、正长石(6级)、石英(7级)、黄玉(8级)、刚玉(9级)、金刚石(10级)。其中滑石(1级)硬度最小,金刚石(10级)硬度最大。在莫氏硬度中,等级高的矿物可以刻划等级低的矿物,如方解石能刻划石膏,但不能刻划萤石。

除了莫氏硬度,也可用日产用品来测定矿物硬度,如先用硬币,再用小刀、玻璃或石英。

现在已有专门测试矿物硬度的测试器,即硬度测试器,测定范围从3~10,可以很方便地测出矿物硬度。

刚玉

比重

矿物的比重是指矿物的重量与同体积水的重量之比,可用数字表示,如比重2.5表示该矿物重量是同体积水重量的2.5倍。

赤铁矿

颜色

矿物的颜色是指在自然光状态下呈现出的颜色。它能帮助我们鉴定色彩鲜明的矿物,但也不能完全依靠这项特征,因为有些矿物有多种颜色,还有些矿物为白色或无色,所以,鉴定矿物需综合各种因素,方能得出准确的鉴定结论。

条痕

条痕是指矿物粉末的颜色。一般可在白色无釉瓷板上刻划得到矿物粉末,但如果矿物较坚硬,则可用地质锤敲碎一部分或用坚硬的表面与它摩擦,进而得到矿物粉末。由于矿物的条痕色比矿物的颜色稳定,所以它是矿物鉴定的重要特征。

蛋白石

透明度

矿物的透明度是指矿物能透过可见光的程度,这与矿物晶体结构的原子连接方式有关。当矿物切成0.03毫米的薄片时,如果能清晰地透视其他物体为透明,如果能通过光线,但不能清晰透视其他物体者为半透明,而光线完全不能通过者为不透明。

光泽

光泽是矿物表面对光的反射能力,它主要由矿物的表面性质和反射率大小决定,常用暗淡、金属、珍珠、玻璃、油脂和丝绢等术语描述。

辰砂